y entonces se introduce el gas reactivo (por lo general tetrafluo- ruro de carbono). El gas ionizado forma el plasma de grabado, que reacciona con las obleas para producir productos volátiles que se bombean hacia el exterior. La introducción de gas reac- tivo fresco en la cámara mantiene la actividad de grabado. En la Tabla 83.4 se identifican los materiales y gases en plasma que se emplean para el grabado de diversas capas.
Otro método que se desarrolla en la actualidad para el grabado es una corriente de microondas. Utiliza una descarga de microondas de gran densidad de energía para producir átomos metaestables de larga vida que graban el material casi como si éste se sumergiera en ácido.
Los procesos físicos de grabado son similares al chorro de arena en que se utilizan átomos de gas argón para el bombardeo físico de la capa que se desea grabar. Para retirar el material desalojado se emplea una bomba de vacío. El grabado por iones reactivos consiste en una combinación de grabado en seco químico y físico.
El proceso de pulverización consiste en el choque de iones y en transferencia de energía. Este sistema de grabado incorpora un sistema de pulverización por el cual la oblea a grabar se acopla a un electrodo negativo o blanco en un circuito de descarga luminiscente. El material de la oblea se pulveriza mediante bombardeo con iones positivos, por lo general de argón, que produce el desalojo de los átomos superficiales. La energía es suministrada por una fuente de RF a 450 kHz. Un sistema de vacío en serie permite controlar la presión y eliminar el reactivo.
El grabado y fresado por haz de iones es un proceso de grabado suave que emplea un haz de iones de baja energía. El sistema de haz de iones consta de una fuente para generar el haz de iones, una cámara de trabajo en la que se realiza el grabado o fresado, dotada de una placa de blanco para mantener las obleas en el haz de iones, un sistema de bomba de vacío y la electrónica
e instrumentos complementarios. El haz de iones se extrae de un gas ionizado (argón o argón/oxígeno) o plasma, que se genera mediante la descarga eléctrica. Esta se obtiene al aplicar una tensión entre un cátodo de filamento caliente que emite elec- trones y un ánodo cilíndrico situado en el diámetro exterior de la región de descarga.
El fresado por haz de iones se ejecuta en el intervalo de baja energía del bombardeo iónico, donde sólo tienen lugar interacciones superficiales. Estos iones, por lo común en el intervalo de 500 a 1.000 eV, chocan contra un blanco y arrancan átomos superficiales por rotura de las fuerzas que enlazan el átomo con su vecino. El grabado por haz de iones se realiza en una escala energética algo superior, lo que supone un desalojo más brusco de los átomos superficiales.
El grabado con iones reactivos (RIE) es una combinación de sistemas de grabado por pulverización física y reactivos químicos a bajas presiones. El RIE utiliza bombardeo iónico para lograr un grabado direccional, y también un gas químicamente reac- tivo, tetrafluoruro de carbono (CF4) o tetracloruro de carbono
(CCl4), para mantener una buena selectividad de la capa de grabado. Se coloca una oblea en una cámara con atmósfera de un compuesto gaseoso químicamente reactivo a baja presión, en torno a 0,1 torr (1,3 10–4 atmósferas). Una descarga eléc- trica crea un plasma de “radicales libres” (iones) reactivos con energía de algunos centenares de electrovoltios. Los iones inciden verticalmente sobre la superficie de la oblea, donde reaccionan para formar sustancias volátiles que se eliminan mediante un sistema de vacío a baja presión en serie.
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